切削の可能性｜木山製作所のスタッフブログです

梅雨明け以降続いた暑さが和らぎ、秋の気配を感じる今日この頃。

例年より遅かった梅雨明け、そしてまだ8月なのに涼しさを感じる最近の季候。

駆け足で過ぎ去っていく夏に少し寂しさを感じるスタッフKATOです。こんにちは。

今日は面白いアイテムを試したので紹介します。

ブログタイトルにも書きましたが「トゥードゥル　スピンドル（Toodle Spindles）」という製品。

クーラントの圧力を利用して高速回転を実現するユニットです。

高速加工を行うには高速仕様の主軸を持つ工作機械を使うか、増速スピンドルなどを利用することになります。

弊社にあるような通常仕様の工作機械で高速加工をする為には増速スピンドル一択。

しかし既存の物は高価であったり、機械に改造を必要としたりなかなかハードルが高い。

そんな時紹介してもらったのがこの商品。

一般的なφ25のツールホルダーに装着して、スルークーラントを利用して高速回転させるというもの。

構造はシンプルで改造も必要なく簡単に試せそうです。

サンプルをお借りする事が出来たので、早速試してみました。

先ずはこのユニットの肝である、ツールを回転させる為の羽を専用の冶具を使って取りつけます。

前後のベアリングに挟まれるカタチで白い樹脂製の羽をツールに圧入。

この羽にクーラントが当たることで回転する仕組み。

ツールに羽とベアリングをつけたら「トゥードゥル　スピンドル」本体の中に入れナットを締めればユニットの準備は完了。

あとはこのような感じでツールホルダーに装着します。

ツールホルダーにオイルホールタイプのコレットを装着し「トゥードゥル　スピンドル」を取り付けます。

クーラントが漏れなければいいわけです。

スピンドルスルークーラントの圧力で回転させるので、回転数はその圧力で決まります。

今回使用した機械はOKUMAのMU-400VⅡ。

スペック上は1.5MPaです。実際どのくらいか測定。

約1MPaでした。これで理論上は41400rpmで回転させることが出来るようです。

（注：画像では0.5MPa程度の数字ですが、これは別の機械で測定したものです）

早速加工してみました。

先ずはアルミの仕上げ工程に使用してみます。

●被削材：A5052

●ツール：R0.25ボールエンドミル

●回転数：41400rpm（理論値）

●送り：F1200

●切り込み：0.05

●ピッチ：0.02

こんな条件で仕上げます。

おお、ちゃんと加工できました！

被削材がアルミなのでここまでは想定内。

次はステンレスで実験。

●被削材：SUS316L

●ツール：R0.5ボールエンドミル

●回転数：41400rpm（理論値）

●送り：F1000

●切り込み：0.1

●ピッチ：0.02

●加工時間：約42分

結果はSUS316Lのサンプル品の仕上加工でも問題なし！

複雑なモールドもちゃんと切削できています。

刃の持ちですが、SUS316Lのワーク（加工時間：1個42分）を7個加工すると刃が磨耗し、仕上げ面に影響が出ました。

その画像がこちら。左が1個目、右が7個目です。

左の画像と比較し右側のワークは仕上げ面がざらついているのがわかります。

まだまだいろいろと試したいのですが、充分な時間が取れなかったのでテストはここまで。

微妙な回転数の調整が出来ないなどの欠点はあるものの、とても面白いアイテムだと感じました。

とにかく比較的安価かつ大掛かりな設備を使用することなく、高回転が実現できるところが最大の魅力ではないでしょうか？

ちなみに、ちょいちょい出てくる謎の加工サンプル。

詳細はおいおい紹介していきますよ！

それでは。

スタッフKATOのモノ作りの原点。

それは間違いなく「レゴブロック」でしょう。

こんにちは。

小さい頃の記憶というのは曖昧なものですが、レゴブロックで遊んだ記憶ははっきりと覚えています。

今回は切削加工とは直接関係無いレゴのお話。

レゴブロックには無限の可能性があります。

あの小さなピースの組み合わせで、どんなモノでも作ることが出来るそれが最大の魅力。

そして世界にはレゴブロックでとんでもない作品を生み出すクリエーターがたくさんいます。

そんなクリエーター達の作品を見ていると、その素晴らしさに魅了され、ジャンルは違えど自身の制作欲を刺激されるのです。

少し前久しぶりにレゴを触りたくなり、比較的最近の製品をひとつ入手してみました。

それがコレ、「レゴ・クリエーター　ジェットプレーン」という製品。

数年前に発売された商品で今では入手困難なようです。

パッケージを見たときからその完成度の高さに制作欲を刺激されました。

実際組み上げてみると、パーツの使い方が面白く感心させられます。

最近改めてこの製品に触れ、童心に返りながら自己流にアレンジして遊んでみました。

ぱっと見で判る違いは紅白のライン。

現用機をイメージし色をダークブルーで統一。

そしてこの機体、一目見たときから米軍のF-35に似ているなと思っていたんです。

F-35といえばやはりSTOVL型のF-35Bでしょう！

ということでF-35Bの特徴であるリフトファンと排気ノズルの偏向機構を再現してみました。

久しぶりにいじったレゴ。

時間を忘れて没頭してしまいました！

子供の頃、夏休みの一番の楽しみといえば虫採りでした。

今年は童心に返って虫採り三昧のお盆休みを過ごしたスタッフKATOです。こんにちは。

私の住む柏は駅前から少し離れると田んぼが広がり林も多く残っており、たくさんの昆虫たちと会うことが出来ます。

自作の伸縮式捕虫網を片手に自宅付近を散策。

カブトムシやクワガタムシがたくさん見られました。

最大の目的はタマムシでしたが、タマムシが集まる木を見つけることが出来ず残念ながら出会えませんでした。

もうシーズンは終わりですが、時間があればまたフィールドを探索したいと思います。

さて本題。七節の耳飾（ナナフシピアス）です！

完成したのでご覧ください。

全長は約50mm。

前足の間にスワロフスキーのクリスタルをあしらいました。

ピアス部分はアレルギーの少ないチタン製のフックピアス。

ナナフシ本体はデザイン自体が細長いのとアルミ製なのでとても軽量。

ホントはモデルさんに着用してもらった画像などがあるとイメージが涌きやすいと思うのですが。

今後デザインフェスタ等で販売予定です！

8月最初の土曜日、今年も手賀沼花火大会が行われました。

私も自宅から少し歩いたところにある大津川のほとりで観賞。

夏の夜を満喫したスタッフKATOです。こんにちは。

リング製作も終わり、また新しいネタに着手しました。

すばり、ナナフシピアス！

イメージはこんな感じです。

ナナフシは細長い体と手足を持ち、木の枝に擬態することで有名な昆虫。

子供の頃カブトムシやクワガタムシを捕りに森に入ったとき、擬態するナナフシを見かけたことがある人も多いのではないでしょうか？

繊細なその姿がピアスのモチーフとして良いのではないかと思い付きました。

早速CADでモデリング。

大きさは実物大ではなく、ピアスとしての実用性から50mmに決定。

手足は加工上の強度を考慮し0.7mmにデフォルメしています。

チャームポイントはつぶらな瞳の顔です！

ランナーを設計しモデリングは終了。

加工はいつもどおりマシニングセンタです。

今回は細長いデザインとディテールを再現する為、R0.25のボールエンドミルで仕上加工します。

スケールと比較するとこの細さ。

折れないか心配でしたが無事加工できているようです。

そして削り終わったものがこちら。

ランナーから切り離しました。

ここまではイメージどおり。

これからピアスの状態に仕上げていきます。

つづく

7月も終わりに近づきようやく関東も梅雨明け。

これからが夏本番！

今週末8月3日に開催予定の手賀沼花火大会が楽しみなスタッフKATOです。こんにちは。

4回に分けて作業工程を紹介してきたRing製作も今回が最終回。

完成編です。

百聞は一見に如かず、まずはご覧ください。

ブラックダイヤモンドとホワイトダイヤモンドを使ったペアリングにしてみました。

まずまずイメージ通りに仕上がったかなと。

もちろん反省点や課題もありますが、何よりも作業工程のすべてが新鮮で楽しかった。

既に別のデザインのリングの構想も練っています。

またの機会にチャレンジする予定。

最後までご覧いただきありがとうございました！

今朝も霧雨。

梅雨はいつ明けるのでしょうか？

梅雨明けを切望するスタッフKATOです。こんにちは。

全4回に分けて紹介してきたリング製作も大詰め。

今回のリング製作のハイライト「石留め」です。

☆Stone clamp

今回のリングは2mmの石を一石留めるシンプルデザイン。

使用する石はもちろんダイヤモンド。

ホワイトダイヤモンドとブラックダイヤモンド、それぞれファセットカットされた2mmのルースを用意しました。

小さくて私のiPhoneでは綺麗な画像が撮れませんでした。

実物はもっとキラキラ！

石の大きさに合わせドリルで揉み付けした台座にダイヤモンドを置き、4箇所の爪を倒して固定していきます。

これらの作業では爪を倒すための「小型のタガネ」と、倒した爪をつぶして丸く成形する「ミルタガネ」という道具を使うようです。

ミルタガネは尖った先端が丸く凹んだ形状をしています。この凹みで爪の頭をつぶして丸く成形するわけです。

もちろん持ってないので自作しました。左からタガネとミルタガネです。

それではダイヤモンドを留めます。

卓上万力にリングを固定したら、タガネを使って爪を倒し石を留めます。

4箇所の爪を倒して石を固定したら、倒した爪にミルタガネを当て軽くつぶして丸く整形します。

非常に細かい作業でとても大変。

肉眼では限界があるので、マイクロスコープで拡大しながらの作業。

石が固定できたら最終仕上げです。

石留め周辺や、作業中についた細かい傷を磨いて仕上げていきます。

シリコンポインタを使って石周辺の入り組んだ部分を磨きます。

次回はついに最終回、完成編です。

お楽しみに！

to be continued

趣味でやっている自転車。雨模様の天気が続きますが日々まじめに練習しています。

この時期には珍しく月の走行距離が1000km超えているスタッフKATOです。

こんにちは。

リング製作のその３です。

前回までで工作機械による切削加工は終了し、64チタンの無垢材からリングを削り出すことが出来ました。

今回はそれを手作業で磨いていきます。

☆Polishing

研磨。とにかく研磨。

切削加工では必ず加工工具による「引き目」と呼ばれる切削痕が表面に出来てしまう。

下の画像の円周状のスジがその引き目。

切削であることを売りにした製品はむしろそのままの方が良い。

しかしアクセサリーにそれは求められていない。

輝いているほうが良い。

切削の引き目を消し、研磨によって面粗度を向上させます。

先ず目の荒いヤスリで切削痕を消す。

次に耐水ペーパーを使い、番手を上げながらキズを消していきます。

ある程度キズが消えたら、今度は研磨剤を使用して研磨。

金属ミガキの定番「ピカール」を使いました。

リューターなども使いつつ、最後は手作業で。

こちらが拡大画像。だんだん綺麗になっていきます。

とにかく地道に磨き続け、鏡面のような光沢を目指します。

何とかここまで来ました。

チタン合金はなかなか光沢が出ませんねぇ。

次回はいよいよ石を入れます。

to be continued

リング製作パート2

前回までにリングのデザインを決定しました。

形状が決まれば、加工プログラムを作成し切削作業開始！

☆Turning

まずはNC旋盤で基本形状を削りだします。

穴あけ

外径加工

内径加工

最後に溝入れ工具で切り落とします。

切り落としたリングからバリを取ります。

サイズ違い2種類各2個ずつ製作しました。

☆Milling

次にマシニングセンタで石留め部分の製作。

リングをバイスでクランプ。

石を入れる穴をドリルで揉み付け、その周囲に石を留める爪をボールエンドミルを使って削り出していきます。

このような感じで削れました。

3Dデータ通りです。当然ですが。

こちらは拡大画像。

中心のくぼみに石を入れて4隅の爪で固定する予定。

機械加工はココまで。

この後は地道に手作業で仕上げていきます！

to be continued

気がつけばもう7月。

2019年も半分過ぎてしまいました。

近頃、時間の経過が異常に早く感じるようになったスタッフKATOです。こんにちは。

いつもは虫やライトセーバーなどマニアックなものばかり作っているスタッフKATO。

でも今回はとても普通なアクセサリー作り！

それはリング。指輪。

アクセサリーの王道。

そして婚約指輪や結婚指輪など、他のアクセサリーよりスペシャル感の強いアイテム。

誰しもが1つは所有しているのではないでしょうか？

以前、銀粘土を用いたシルバーアクセサリー作りにはまっていたことがあります。

その時リングも作りました。

粘土を自由に成形してリングを作る工程はとても面白かった。

しかし今は切削加工が行える環境と技術があります。

それを活かし今回は切削加工でのリング製作にチャレンジ。

世界に一つだけのオリジナルリングを製作します。

☆Material

素材として選んだのはチタン合金。

当然無垢材からの削り出し。

プラチナもシルバーもすばらしい素材ですが、リングを工作機械による切削加工で作る面白さを最大限伝えるため、手作業では比較的削りにくいチタン合金の丸棒を選択。

金属アレルギーになりにくいところも、リングの素材として適しています。

そして普段の仕事でも扱う素材なので、切れ端をストックしてあり材料の入手に困らないというメリットも！

☆Design

まずはリングをデザインします。

コレが決まらなければ何も始まらない。

男女問わず合うシンプル形状、かつ宝石を一石嵌め込みたい。

日常生活で邪魔にならないサイズ感、使用する石の大きさなどから形状を作ります。

最終的にはこのような形状に決定しました。

そしてこれは加工用に作った3DデータをFusion360でレンダリングしたもの。

イメージを膨らませつつ制作に入ります。

to be continued

以前紹介したナイアリス卿のライトセーバー。

一部改良を加え、Ver.2.0として進化しました。

外観に大きな変化はありません。

大きな違いは内部空間の拡大。

内径をφ30として全体的に設計を変更し、可能な限り大きな内部空間を確保。

特にポンメル部分は大きく設計変更しています。

またVer.2.0 はVer.1.0で省略していたポンメル側面にある突起も再現しました。

下の画像はポンメルとグリップのパーツ類の新旧比較です。

左がbefore、右がafterになっています。

Ver.1.0はグリップ部サイドにある突起をボルトで再現し、このボルトがポンメル中心部のパーツを固定する構造でした。

Ver.2.0ではポンメルにある円錐状の突起を再現するとともに、このパーツがポンメル中心部のパーツの固定を兼ねるように変更しました。

この設計変更によりポンメル中心部のパーツを大幅に小型化する事ができ、グリップからポンメルまでの内部空間を長手方向に47mm拡大できました。

完成画像です。

外観もよりイメージに近づいた感じ。

そして内部空間を拡大したことで、ギミックを仕込みやすくなり一石二鳥。

自己満足の世界。

やはり切削加工は面白い。